一种有机气体等离子催化器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102773007A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102773007A(43)申请公布日2012.11.14(21)申请号201110123035.0(22)申请日2011.05.12(71)申请人魏飞地址315010浙江省宁波海曙区药行街31号13-21室(72)发明人魏飞(51)Int.Cl.B01D53/86(2006.01)B01D53/44(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称一种有机气体等离子催化器(57)摘要本发明涉及一种有机气体等离子催化器，其包括一个外壳，外壳中并联或串联多个电场，电场由负电极和正电极组成，正、负电极上均涂覆高介电常数材料层并各自电连接至一个高压脉冲电源，在电场中放置有数个多孔陶瓷制成的电场催化剂蜂窝载体，催化剂蜂窝载体内分别填充负载为TiO2和AL2O3的第一催化剂、负载为V2O5和TiO2的第二催化剂，在电场之后紧邻电场串联一段非电场催化剂蜂窝载体，填充负载为MnO2的第三催化剂。本发明可以大幅提高能量利用效率并减少CO排放量。CN10273ACN102773007A权利要求书1/1页1.一种有机气体等离子催化器，其特征在于包括一个外壳(10)，外壳(10)中并联或串联多个电场(20)，电场(20)由作为负电极的外壳(10)和正电极(21)产生，正、负电极(21、10)上均涂覆高介电常数材料层(22)并各自电连接至一个高压脉冲电源(23)的正、负极，在电场(20)中放置由数个多孔陶瓷制成的电场催化剂蜂窝载体(30)，催化剂蜂窝载体(30)内分别填充负载为TiO2和AL2O3的第一催化剂(31)、负载为V2O5和TiO2的第二催化剂(32)，在电场(20)之后紧邻电场串联一段非电场催化剂蜂窝载体(40)，填充负载为MnO2的第三催化剂(41)。2CN102773007A说明书1/3页一种有机气体等离子催化器技术领域[0001]本发明涉及一种在常温状态等离子体环境下催化降解有机气体的反应装置。背景技术[0002]目前，环保领域有机气体的净化方法分为分离法和降解法。分离法有溶剂吸收、吸附脱附分离、冷凝法、膜分离法，降解法有燃烧、催化燃烧、生物降解、等离子消除法。[0003]目前的等离子反应器结构如图1所示：通过直流高压电源90向外壳91内的与外壳91电连接的的第一电极92和第二电极93供电，第二电极93通过尖刺的放电极94向第一电极92和外壳91放电，从而在外壳91空间内产生等离子体。含有有机气体的气流沿着图中C所示的方向流动，在等离子体中有机气体被部分分解产生CO2、H2O、CO、及其中间产物CxHyOz，这种结构不仅降解率低，而且能量利用率低，最重要的是产生可观的CO，带来更严重的污染。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是提高气体等离子催化器的能量利用效率。[0005]本发明所要解决的另一个技术问题是减少CO产生量。[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供有一种有机气体等离子催化器，其包括一个外壳，外壳中并联或串联多个电场，电场由负电极和正电极组成，正、负电极上均涂覆高介电常数材料层并各自电连接至一个高压脉冲电源的正、负极，在电场中放置由数个多孔陶瓷制成的电场催化剂蜂窝载体，催化剂蜂窝载体内分别填充负载为TiO2和AL2O3的第一催化剂、负载为V2O5和TiO2的第二催化剂，在电场之后紧邻电场串联一段非电场催化剂蜂窝载体，填充负载为MnO2的第三催化剂。[0007]本发明所带来的有益效果是由于采用高压脉冲电源而不是直流高压电源，绝大部分的电能都是用来产生高能电子而不是用来加热气体，所以催化效率和能量利用率大为提高。另外，电场之后的第三催化剂能够将CO彻底氧化成CO2，所以等离子催化器的CO产生量可以得到大幅降低。附图说明[0008]图1是目前等离子反应器的结构示意图。[0009]图2是本发明一种催化剂能带示意图。[0010]图3是本发明反应机理示意图。[0011]图4是本发明的一个剖视示意图。[0012]图5是本发明图4中A-A方向的剖视示意图。具体实施方式[0013]如图4、5所示，本发明的有机气体等离子催化器包括一个外壳10，外壳10中并联3CN102773007A说明书2/3页或串联多个电场20，电场20由作为负电极的外壳10和正电极21产生，正、负电极21、10上均涂覆高介电常数材料层22，正、负电极21、10各自电连接至一个高压脉冲电源23的正、负极从而在电场20内发生介质阻挡层放电。在电场20中放置由数个多孔陶瓷制成的电场催化剂蜂窝载体30，催化剂蜂窝载体30内分别填充负载为TiO2和Al2O3的第一催化剂31、负载为V2O5和TiO2的第二催化剂32。